DE102009041518A1

DE102009041518A1 - Schaltmuffe für ein Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102009041518A1
Application number: DE102009041518A
Authority: DE
Inventors: Ottmar Back
Original assignee: Hoerbiger and Co; Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Current assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-03-24
Also published as: CN102575725B; WO2011029623A1; EP2478244A1; CN102575725A; EP2478244B1

Abstract

Eine Schaltmuffe (10) für ein Schaltgetriebe weist einen ringförmigen Basiskörper (12) und eine Verzahnung (16) auf, die auf einer korrespondierenden Verzahnung eines Synchronkörpers verschiebbar angeordnet werden kann, wobei die Verzahnung am Innenrand des Basiskörpers ausgebildet ist. Zur Herstellung einer Schaltmuffe (10) für ein Schaltgetriebe wird zunächst ein scheibenförmiger Basiskörper (12) aus Metall bereitgestellt. Dann wird eine Verzahnung (16) ausgebildet, die eine Öffnung im Basiskörper (12) konzentrisch umgibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltmuffe für ein Schaltgetriebe.
Die Schaltmuffe bei einem Schaltgetriebe dient dazu, die drehfeste Verbindung zwischen einer Getriebewelle und einem als Losrad auf der Getriebewelle angeordneten Gangrad bei Bedarf herzustellen. Zu diesem Zweck ist die Schaltmuffe meist in axialer Richtung verschiebbar auf einem Synchronkörper so angeordnet, dass sie aus einer Ausgangsstellung in eine durchgeschaltete Stellung verschoben werden kann. In der durchgeschalteten Stellung greift die Schaltmuffe sowohl am Synchronkörper als auch einer zugeordneten Verzahnung am Gangrad an, sodass die drehfeste Verbindung hergestellt ist. Die Betätigung der Schaltmuffe erfolgt durch eine Schaltgabel, die eine Betätigung beispielsweise eines Handschalthebels in eine Verschiebung der Schaltmuffe umsetzt.
Heute üblich sind Schaltmuffen, die entweder pulvermetallurgisch oder als Frästeile hergestellt sind. Beide Herstellungsverfahren sind relativ aufwendig.
Aus der DE 100 18 094 A1 ist bereits eine Schaltmuffe bekannt, die aus zwei Metallringen besteht, an denen eine Verzahnung angebracht ist, die aus einem Blechstreifen gebogen ist. Auch bei dieser Schaltmuffe ergibt sich ein erheblicher Aufwand bei der Fertigung, insbesondere für die Verzahnung, wenn diese mit der nötigen Präzision gefertigt werden soll.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltmuffe für ein Schaltgetriebe zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und mit geringem Aufwand hergestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaltmuffe einen ringförmigen Basiskörper und eine Verzahnung aufweist, die auf einer korrespondierenden Verzahnung eines Synchronkörpers verschiebbar angeordnet werden kann, wobei die Verzahnung am Innenrand des Basiskörpers ausgebildet ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein voluminöser Synchronring nicht erforderlich ist. Stattdessen ist es ausreichend, einen einzigen ringförmigen Basiskörper zu verwenden, wobei unter „ringförmig” hier ein Körper zu verstehen ist, dessen Dicke sehr viel kleiner als sein Durchmesser ist. Unmittelbar an diesem Basiskörper kann die Verzahnung ausgebildet werden; es ist kein separates Bauteil nötig, das die Verzahnung bildet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verzahnung an mindestens einem Segment ausgebildet ist, das vom Basiskörper nach außen abgebogen ist. Dies ermöglicht, eine Verzahnung zu schaffen, die sich in axialer Richtung über eine Länge erstreckt, die größer als die Dicke des Basiskörpers ist. Dadurch wird der Eingriff der Verzahnung mit der Verzahnung des Synchronkörpers bzw. des Gangrades verbessert.
Vorzugsweise sind mehrere Segmente vorgesehen, die sich auf der einen und der anderen Seite des Basiskörpers erstrecken. Auf diese Weise ergibt sich eine noch größere axiale Länge der Verzahnung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind sechs Segmente vorgesehen, die abwechselnd auf der einen und der anderen Seite des Basiskörpers angeordnet sind. Diese Anzahl von Segmenten führt zu einem guten Kompromiss zwischen Herstellungsaufwand einerseits und Herstellbarkeit andererseits.
Vorzugsweise ist im Basiskörper mindestens eine Ausnehmung für einen Sperrmechanismus vorgesehen, der ein Durchschalten der Schaltmuffe verhindert, solange die Synchronisierung nicht abgeschlossen ist. Am Rand der Ausnehmung kann beispielsweise eine schräg angestellte Sperrfläche angeordnet sein, die eine Verdrehung eines Synchronrings solange verhindert, wie dieser ein Reibmoment zum Angleichen der Drehzahl des Gangrades an die Drehzahl der Getriebewelle übertragen muss.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Basiskörper aus Blech besteht. Dies ermöglicht, den Basiskörper in besonders kostengünstiger und effizienter Weise durch Stanzen und Biegen in einem einzigen Bauteil herzustellen. Insbesondere sind keine Montage- oder Fügeschritte nötig.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltmuffe für ein Schaltgetriebe vorgesehen, das die folgenden Schritte enthält: Zunächst wird ein scheibenförmiger Basiskörper aus Metall bereitgestellt. Dann wird eine Verzahnung ausgebildet, die eine Öffnung im Basiskörper konzentrisch umgibt. Mit diesem Verfahren kann eine Schaltmuffe mit besonders geringem Aufwand hergestellt werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zunächst ein ringförmiger Rohling bereitgestellt wird, dass die Verzahnung am ebenen Rohling an mindestens einem Abschnitt ausgebildet wird und dass anschließend dieser aus der Ebene des Rohlings abgebogen wird, so dass ein Segment am Basiskörper erhalten wird. Bei dieser Vorgehensweise ist der Aufwand für das Ausbilden der Verzahnung besonders gering, da sie an einem ebenen Abschnitt vorgesehen ist.
Gemäß einer Alternative ist vorgesehen, dass zunächst ein ringförmiger Rohling bereitgestellt wird, dass aus der Ebene des Rohlings mindestens ein Segment abgebogen wird und anschließend die Verzahnung in das Segment eingeprägt wird. Bei dieser Ausgestaltung lässt sich eine besonders hohe Qualität der Verzahnung erreichen, da das Segment nicht weiter umgeformt werden muss, nachdem die Verzahnung hergestellt ist.
Gemäß einer weiteren Alternative ist vorgesehen, dass zunächst ein ringförmiger Rohling bereitgestellt wird, dass aus der Ebene des Rohlings mindestens ein ebener Segment-Rohling abgebogen wird, dass dann die Verzahnung in den Segment-Rohling eingeprägt wird und dass danach der Segment-Rohling in ein gekrümmtes Segment fertiggebogen wird. Diese Vorgehensweise stellt sich als guter Kompromiss zwischen den beiden vorgenannten Verfahren dar.
Vorzugsweise wird die Verzahnung kalibriert. Auf diese Weise lässt sich die gewünschte Präzision herstellen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Basiskörper aus einer Metallplatte ausgestanzt wird. Dies führt zu sehr geringen Herstellungskosten im Vergleich zu einem pulvermetallurgisch oder durch Fräsen hergestellten Körper.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Basiskörper mindestens abschnittsweise einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Auf diese Weise kann die nötige Härte des Basiskörpers gewährleistet werden.
Je nach den Anforderungen kann der Basiskörper abschnittsweise spanend oder auch spanlos, beispielsweise durch Prägen, Pressen oder Umformen, nachbearbeitet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schaltmuffe; und
2 eine Draufsicht auf die Schaltmuffe von 1.
In den 1 und 2 ist eine Schaltmuffe 10 gezeigt, die einen ringförmigen Basiskörper 12 und insgesamt sechs Segmente 14 aufweist. Der Basiskörper 12 besteht aus Metall und ist aus einem Metallblech ausgestanzt, und die Segmente 14 sind einstückig am Innenrand des ringförmigen Basiskörpers 12 ausgebildet. Dabei sind die Segmente abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen aus der Ebene des Basiskörpers 12 abgebogen. Anders ausgedrückt: ein Segment erstreckt sich über einen Winkelbereich von etwa 60° auf der einen Seite des Basiskörpers, und das in Umfangsrichtung benachbarte Segment erstreckt sich ebenfalls über einen Winkelbereich von etwa 60°, jedoch auf der entgegengesetzten Seite des Basiskörpers 12, und so weiter.
Auf der Innenseite jedes Segments 14 ist eine Verzahnung 16 ausgebildet, die in Umfangsrichtung drehfest, jedoch axial verschiebbar auf einer komplementären Verzahnung eines Synchronkörpers angeordnet werden kann. Wie in 2 zu sehen ist, ergänzen sich die Verzahnungen 16, obwohl sie auf jeder Seite des Basiskörpers 12 nur abschnittsweise angeordnet sind, zu einer in Umfangsrichtung durchgehenden Gesamtverzahnung.
Zur axialen Verstellung der Schaltmuffe 12 wird eine Schaltgabel verwendet, die den Basiskörper 12 im Bereich des Außenumfangs umgreift und diesen in axialer Richtung verstellen kann.
Im ringförmigen Basiskörper 12 können weitere Gestaltungen vorgesehen sein, die für die Funktion der Schaltmuffe nötig sind. Als ein Beispiel ist hier eine Ausnehmung 18 gezeigt, die an ihren in Umfangsrichtung voneinander abgewandten Enden mit jeweils einer Sperrfläche 20 versehen ist, die schräg ausgerichtet ist. Die Sperrflächen 20 können dazu dienen, mit geeigneten Sperrflächen eines Reib- oder Synchronrings zusammenzuwirken, um ein Durchschalten der Schaltmuffe zu verhindern, solange der Reib- oder Synchronring ein Reibmoment zur Angleichung der Drehzahl des Gangrades an die Drehzahl des Synchronkörpers übertragen muss. Zusätzlich können weitere, hier nicht dargestellte Gestaltungen vorgesehen sein, die beispielsweise zur Verrastung der Schaltmuffe in einer Neutralstellung dienen.
Die gezeigte Schaltmuffe wird hergestellt, indem zunächst eine Blechronde bzw. ein ringförmiger Rohling aus Metallblech ausgestanzt wird. Dieser Rohling enthält an seinem Innenrand die Abschnitte, die später zu den Segmenten abgebogen werden. Die Verzahnung 16 kann entweder hergestellt werden, solange die Abschnitte sich noch in der Ebene des Rohlings befinden, nachdem die Abschnitte bereits zu zylinderabschnittsförmigen Segmenten umgebogen wurden oder nachdem die Abschnitte in ebene Segment-Rohlinge abgebogen wurden. Die Verzahnung wird dabei vorzugsweise durch Einprägen hergestellt, und die Segmente werden zusammen mit der an ihnen angebrachten Verzahnung abschließend kalibriert.
Alternativ kann die Verzahnung durch Anspritzung oder Hinterlegung der Zähne geprägt und/oder zerspant herstellt werden.
Zusätzliche Merkmale können durch spanende oder spanlose Bearbeitung angebracht werden. Soweit nötig, kann eine Wärmebehandlung oder andere Art der Härtung vorgenommen werden, um die nötige Materialhärte zu erzielen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10018094 A1 [0004]

Claims

Schaltmuffe (10) für ein Schaltgetriebe, mit einem ringförmigen Basiskörper (12) und einer Verzahnung (16), die auf einer korrespondierenden Verzahnung eines Synchronkörpers verschiebbar angeordnet werden kann, wobei die Verzahnung am Innenrand des Basiskörpers (12) ausgebildet ist.
Schaltmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung an mindestens einem Segment (14) ausgebildet ist, das vom Basiskörper (12) nach außen abgebogen ist.
Schaltmuffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Segmente (14) vorgesehen sind, die sich auf der einen und der anderen Seite des Basiskörpers (12) erstrecken.
Schaltmuffe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sechs Segmente (14) vorgesehen sind, die abwechselnd auf der einen und der anderen Seite des Basiskörpers (12) angeordnet sind.
Schaltmuffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Ausgestaltungen vorgesehen sind, die für die Verwirklichung eines Sperrmechanismus dienen.
Schaltmuffe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Basiskörper (12) mindestens eine Ausnehmung (18) für einen Sperrmechanismus vorgesehen ist, der ein Durchschalten der Schaltmuffe verhindert, solange die Synchronisierung nicht abgeschlossen ist.
Schaltmuffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (12) aus Blech besteht.
Verfahren zur Herstellung einer Schaltmuffe (10) für ein Schaltgetriebe mit den folgenden Schritten: – es wird ein scheibenförmiger Basiskörper (12) aus Metall bereitgestellt; – es wird eine Verzahnung (16) ausgebildet, die eine Öffnung im Basiskörper (12) konzentrisch umgibt:
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein ringförmiger Rohling bereitgestellt wird, dass die Verzahnung (16) am ebenen Rohling an mindestens einem Abschnitt ausgebildet wird und dass anschließend dieser aus der Ebene des Rohlings abgebogen wird, so dass ein Segment (14) am Basiskörper (12) erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein ringförmiger Rohling bereitgestellt wird, dass aus der Ebene des Rohlings mindestens ein Segment (14) abgebogen wird und anschließend die Verzahnung in das Segment (14) eingeprägt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein ringförmiger Rohling bereitgestellt wird, dass aus der Ebene des Rohlings mindestens ein ebener Segment-Rohling abgebogen wird, dass dann die Verzahnung (16) in den Segment-Rohling eingeprägt wird und dass danach der Segment-Rohling in ein gekrümmtes Segment (14) fertiggebogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (16) kalibriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (12) aus einer Metallplatte ausgestanzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (12) mindestens abschnittsweise einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (12) mindestens abschnittsweise spanend nachbearbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (12) mindestens abschnittsweise spanlos nachbearbeitet wird.